- •«Уральский федеральный университет
- •Изучение конструкций и расчёт характеристик объёмных насосов
- •Конструкции, рабочий процесс и принцип действия основных типов объёмных гидромашин
- •1.1. Аксиально – поршневой насос
- •1.2. Эксцентриковый радиально-поршневой насос
- •1.3. Шестерённые насосы
- •1.4. Пластинчатый насос
- •Содержание отчета по работе
1.2. Эксцентриковый радиально-поршневой насос
Радиально – поршневой насос с неподвижными цилиндрами
Кинематическая схема и расчет рабочих параметров
Рис.6 . Кинематическая схема эксцентрикового радиально поршневого насоса
Обозначения:
эксцентрики; 2 -плунжеры; 3 - рабочая камера; 4 – корпус насоса; 5 - нагнетательный клапан; 6 – выпускной клапан; 7 - выпускной клапан (шариковый); 8- нагнетательная линия
7
Устройство и принцип действия:
Вращение от двигателя передается на ведомый вал, на котором закреплены эксцентрики 1. В процессе всасывания клапан 6 открыт, и жидкость через клапан 5 попадает в рабочую полость 3, а затем через прорези в клапане 6 в полость между ним и цилиндром 2. Затем РЖ через шариковый клапан 7 попадает в выпускной линию 8.
Для расчета рабочего объёма можно пользоваться формулой:
Для определения действительной подачи и мощности на валу насоса используются формулы:
теоретическая подача насоса
действительная подача насоса
где n – число оборотов ротора, выбираемое по таблице вариантов.
Мощность на валу насоса:
где η – общий КПД машины.
Таблица вариантов
Вари-ант |
d,мм |
s,мм |
Z |
n,об/мин |
p, МПа |
o |
|
1 |
24 |
20 |
4 |
200 |
32 |
0,94 |
0,9 |
2 |
28 |
19 |
180 |
30 |
|||
3 |
30 |
18 |
6 |
160 |
24 |
0,93 |
0,88 |
4 |
32 |
16 |
150 |
20 |
1.3. Шестерённые насосы
Основная разновидность шестерённых насосов состоит из двух прямозубых шестерен внешнего зацепления (рис.7,а). Применяются также и другие конструктивные схемы, например, насосы с внутренним зацеплением (рис.7, б), трёх- и более шестерённые насосы (рис.7, в).
Рис.7. Схемы шестерённых насосов:
8
Шестерённый насос с внешним зацеплением (рис.7,а) состоит из ведущей 1 и ведомой 2 шестерён, размещённых с небольшим зазором в корпусе 3. При вращении шестерён жидкость, заполнившая рабочие камеры (межзубовые пространства), переносится из полости всасывания 4 в полость нагнетания 5. Из полости нагнетания жидкость вытесняется в напорный трубопровод.
Шестерённый насос в разобранном состоянии представлен на рис.8. Шестерённый насос состоит из корпуса 8, выполненного из алюминиевого сплава, внутри которого установлены подшипниковый блок 2 с ведущей 1 и ведомой 3 шестернями и уплотняющий блок 5, представляющий собой другую половину подшипника. Для радиального уплотнения шестерён в центральной части уплотняющего блока имеются две сегментные поверхности, охватывающие с установленным зазором зубья шестерен. Для торцевого уплотнения шестерен служат две поджимные пластины 7, устанавливаемые в специальные пазы уплотняющего блока с обеих сторон шестерен. В поджимных пластинах и в левой части уплотняющего блока есть фигурные углубления под резиновые прокладки 6. Давлением жидкости из полости нагнетания пластины 7 прижимаются к торцам шестерен, благодаря чему автоматически компенсируется зазор, а утечки остаются практически одинаковыми при любом рабочем давлении насоса. Ведущая и ведомая шестерни выполнены заодно с цапфами, опирающимися на подшипники скольжения подшипникового и уплотняющего блоков. Одна из цапф ведущей шестерни имеет шлицы для соединения с валом приводящего двигателя. Насос закрывается крышкой 4 с уплотнительным резиновым кольцом 9. Приводной вал насоса уплотнен резиновой манжетой, закрепленной специальными кольцами в корпусе насоса.
Рис.8. Шестерённый насос НШ-К и его составные элементы
Шестерённые насосы с внутренним зацеплением сложны в изготовлении, но дают более равномерную подачу и имеют меньшие размеры. Внутренняя шестерня 1 (см. рис.7,б) имеет на два-три зуба меньше, чем внешняя шестерня 2. Между внутренней и внешней шестернями имеется серпообразная перемычка 3, отделяющая полость всасывания от напорной полости. При вращении внутренней шестерни жидкость, заполняющая рабочие камеры, переносится в напорную полость и вытесняется через окна в крышках корпуса 4 в напорный трубопровод.
На рис.7,в приведена схема трехшестерённого насоса. В этом насосе шестерня 1 - ведущая, а шестерни 2 и 3 - ведомые, полости 4 - всасывающие, а полости 5 - напорные. Такие насосы выгодно применять в гидроприводах, в которых необходимо иметь две независимые напорные гидролинии.
9
Кинематическая схема и расчёт рабочих параметров
рис.9. Кинематическая схема
шестеренного насоса
Рабочий объём шестерённого насоса зависит от модуля m, ширины, числа z зубьев и диаметра начальной окружности шестерни DH.
При z
≤ 16 в шестереночных насосах обычно
применяется эвольвентное зацепление,
при котором
а рабочий объем насоса:
Подача насоса:
Развиваемая гидравлическая мощность:
Мощность на валу насоса:
Варианты для расчёта:
№ |
n, об/мин |
Р, МПа |
Ηv |
η |
1 |
1000 |
10 |
0,92 |
0,12 |
2 |
1100 |
15 |
0,9 |
0,7 |
3 |
1200 |
12,5 |
0,91 |
0,75 |
4 |
1350 |
15 |
0,92 |
0,8 |
5 |
1450 |
18 |
0,94 |
0,85 |
6 |
1650 |
20 |
0,95 |
0,9 |
